Oriol Font Bagüeste - 2 -

Transcripción

1 - 1 - ANNEX

2 Oriol Font Bagüeste - 2 -

3 Sistema de control basat en microcontrolador ÍNDEX ANNEX CAPÍTOL 1: INTRODUCCIÓ... 5 CAPÍTOL 2: COMPILADOR C CSS Entorn de treball... 7 CAPÍTOL 3: PROGRAMADOR CAPÍTOL 4: SIMULADOR Isis Ares

4 Oriol Font Bagüeste - 4 -

5 Sistema de control basat en microcontrolador CAPÍTOL 1: INTRODUCCIÓ En aquest capítol es presenten les diferents eines de treball per a realitzar el projecte. Aquests, han estat de gran utilitat ja que han englobat tot el procés de realització de les diferents parts, des de la creació dels esquemàtics passant per la creació de circuit impresos, fins a la simulació de les diferents parts, incloent la simulació i el gravat de la programació en el microcontrolador

6 Oriol Font Bagüeste CAPÍTOL 2: COMPILADOR C CSS Un compilador és qualsevol programa que pren com a entrada un text escrit en un llenguatge concret, anomenat llenguatge font, i retorna com a sortida un altre text, anomenat llenguatge objecte. En el cas que el llenguatge font sigui un llenguatge de programació d'alt nivell i l'objecte sigui un llenguatge de baix nivell (assemblador o codi de màquina), aquest traductor és anomenat compilador. Un intèrpret no genera un programa equivalent, sinó que pren una sentència del programa font en un llenguatge d'alt nivell i la tradueix al codi equivalent i al mateix temps ho executa. En aquest apartat, es descriurà l entorn de treball i es realitza una descripció de com realitzar un programa amb el Compilador de C de Custom Computer Services Incorporated (CCS)

7 Sistema de control basat en microcontrolador 2.1. Entorn de treball L entorn de treball del CCS en PCW i PCWH permet compilar i subministra una gran varietat d eines auxiliar per facilitar la forma de treball. A la figura 1 es mostren els diferents elements basics del entorn de treball. figura 1. Entorn de treball Existeixen dues formes d iniciar una sessió: obrint un fitxer de codi font o creant un projecte de nou. Per obrir un fitxer font directament, cal realitzar un clic sobre l icona de manipulació de fitxers (figura2). Una vegada activat, apareix un menú on es pot crear, obrir, desar o tancar fitxers. Amb la pestanya NEW es pot crear un fitxer font, un projecte, un fitxer RTF o un fitxer de diagrama de flux

8 Oriol Font Bagüeste figura 2. Creació de nou fitxer Mitjançant la opció NEW SOURCE FILE, el programa demana el nom del fitxer nou a crear i obrirà una pantalla en blanc per poder començar a realitzar el programa. Una altre opció alhora de començar un programa és mitjançant la opció PROJECT WIZARD. Una vegada demanat el nom del nou projecte, apareix la finestra de configuració amb dues opcions, una per configurar les diferents opcions que es mostren a la barra d eines de l esquerra i un altre on es mostra el codi resultant de la configuració (figura 3)

9 Sistema de control basat en microcontrolador figura 3. Project Wizard Utilitzant les diferents opcions i fent el programa cada vegada més personalitzat, el programa principal modifica la seva capçalera considerablement, tal i com es veu a la figura 4. figura 4. Entorn de treball després d utilitzar Project Wizard - 9 -

10 Oriol Font Bagüeste CAPÍTOL 3: PROGRAMADOR Una vegada compilat el programa de l'aplicació per el PIC, fent ús del compilador de la empresa CSS, sobte un arxiu Hexadecimal (.hex) que s'ha de gravar a la memòria flashrom del PIC. Per realitzar aquesta tasca es poden trobar multitud de programes comercials. Entre la gran varietat de programadors que hi ha, en d aquest projecte s'optarà per utilitzar un depurador/programador sèrie de baix cost destinat a models de gamma mitja - baixa de Microchip anomenat PICkit2. Una de les principals avantatges d'aquest programador, es que disposa d'una connexió USB 2.0 amb l'ordinador, la qual proporciona una programació rapida i la possibilitat de actualitzar el firmware. Encara que la principal avantatge es la possibilitat de connectar-la a plaques amb tecnologia de programació sèrie en circuit (ICSP ). Per el us basic del PICKIT2 amb la finalitat de poder gravar el microcontrolador, nomes es necessari introduir el arxiu.hex de la aplicació i gravar-ho al microcontrolador. figura 5. Entorn de treball després d utilitzar Project Wizard

11 Sistema de control basat en microcontrolador CAPÍTOL 4: SIMULADOR En les primeres etapes del disseny és recomanable la opció de poder realitzar simulacions abans d implementar el circuit. En el mercat hi han infinitat de softwares que incorporen la possibilitat de realitzar diferents simulacions a circuits electrònics, però pocs que introdueixin la possibilitat de realitzar simulacions amb microcontrolador. Ja que en aquest projecte, un dels principals objectius és la programació d'un microcontrolador, era de vital importància que es poguessin simular les diferents parts del circuit, incloent-hi també la simulació del programa realitzat per el microcontrolador. Per aquest motiu, s ha escollit una eina de treball com és el PROTEUS VSM de Labcenter Electronics PROTEUS és una suite de disseny i simulació electrònica formada programes, ARES i ISIS. per dos El primer d'ells és utilitzat per a la realització del disseny i el disseny del connexionat per a la realització del circuit imprès. El segon programa, és utilitzat per a la realització del esquemàtic i les diferents simulacions. Però sens dubte, una de les millors capacitats d'aquest programa és la de poder simular el funcionament d'un microcontrolador a traves del arxiu.hex, generat per el programa de compilació

12 Oriol Font Bagüeste 4.1. Isis En aquest capítol no es pretén explicar el funcionament del PROTEUS, sinó que es mostrarà la explicació de com realitzar la simulació portada a terme en la primera etapa de disseny amb la interfase bàsica Usuari - PIC, en la que es simula el funcionament del programa realitzat. Consta d'un display LCD alfanumèric (20 caràcters i 4 línees) i els diferents polsadors utilitzats. També s'inclou un conjunt de leds, els quals simulen les sortides que s utilitzen per la visualització de l estat de les sortides del microcontrolador i tots els diferents sensors utilitzats. Algun d'ells simulats com si fossin divisors de tensió, ja que en les llibreries del programa no existeixen. Un cop executat el Proteus ISIS es visualitza la pantalla mostrada en la figura 5 figura 5. Entorn de treball del ISIS Un cop obert el programa, es realitza una cerca de tots els components que es vagin a utilitzar per la realització de la simulació. Un exemple de la pantalla on es seleccionen els diferents components a utilitzar es la mostrada a la figura

13 Sistema de control basat en microcontrolador figura 6. Selecció de components Una vegada seleccionats tots els components que formen part de la simulació, es tanca la finestra de selecció de components i es procedeix a la col locació dels components sobre el grid, amb la posterior connexió de tots ells. Tal i com es pot observar a la figura 7. figura 7. Col locació dels diferents components i connexionat entre ells Un cop establertes totes les connexions, es procedeix a realitzar la simulació del programa. Per això, és necessari fer un clic sobre el component PIC. Una vegada realitzat, apareixerà una finestra per editar la configuració del component

14 Oriol Font Bagüeste figura 8. Editar component Sinó s'ha comes cap error en al col locació o connexió dels diferents components ja es pot realitzar la simulació del programa que serà introduït en el microcontrolador mitjançant l arxiu amb extensió.hex o.cof que haurà estat realitzat amb el compilador corresponent. En el cas d aquest projecte, el compilador C de CCS. figura 9. Simulació del programa generat

15 Sistema de control basat en microcontrolador 4.2. Ares Apart de la simulació, també es desitja realitzar els esquemàtics i la realització del circuit imprès. Per realitzar aquestes tasques de realització de PCB, la suite PROTEUS conte el programa ARES. Aquest programa s'encarrega de traspassar tots els elements que conté el esquemàtic en els diferents encapsulats per a la realització de la PCB, mantenint tota la informació de les diferents connexions. Al ISIS, un cop establer el esquemàtic, hi ha la opció de traspassar directament aquest esquemàtic al ARES. Un cop establert el esquemàtic i traspassat al ARES, apareix la pantalla següent figura 10. Entorn de treball del ARES Cal definir l'àrea de treball i col locar els diferents components en aquesta

16 Oriol Font Bagüeste figura 11. Col locació de components Les diferents línees de connexió entre components són les que apareixen en la figura 11 en color verd i les diferents fletxes de color groc, s utilitzen per visualitzar a quins components van associades. Un cop establert la posició dels components, hi han tot una sèrie d'ajudes per realitzar les connexions de forma automàtica, tot i que es poden realitzar de forma manual. figura 12. Disseny final del circuit imprès

17 Sistema de control basat en microcontrolador Finalment, desprès de comprovar les diferents connexions i adaptar-ho a les necessitats del disseny es pot comprovar com seria físicament la placa de circuit imprès creada. figura 13. Disseny físic